Piccolo carica batteria, riporta la sigla LX-LCBST, con Step-Up Boost regolabile. Il modulo è adatto per batterie agli ioni di litio Li-Ion 3,7V a singola cella ed è dotato di chip di protezione.
Sul modulo è presente un chip Step up con uscita regolabile tramite trimmer per erogare una tensione continua compresa tra 4 e 28V.
Indice
Descrizione del Carica batteria Step-Up Boost regolabile
Il modulo è dotato di un chip TP4056 (datasheet) per la carica di batterie agli ioni di litio Li-Ion 3,7V a singola cella, completato dal chip di protezione delle batterie tipo HM5434 (datasheet).
Sul modulo è inoltre presente un chip Step up tipo MT3608 (datasheet) con uscita regolabile tramite trimmer per erogare una tensione continua compresa tra 4 e 28V.
Il modulo presenta in ingresso un connettore USB di C. In alternativa, possono essere utilizzate le due piazzole posteriori. E’ possibile scegliere l’uno o l’altro. La tensione consigliata è di circa 5V.
Caratteristiche
| Sigla del modulo: | LX-LCBST |
| Tipo di batteria ricaricabile | Litio li-ion 18650 3.7V |
| La tensione di ingresso: | da 4,2 V a 6,5V (5 V DC) |
| Corrente di carica programmabile: | fino a 1A |
| La tensione di uscita regolabile: | da 4,2 V a 28 V |
| Potenza massima: | 5W |
| Temperatura di esercizio: | -40-80 °C |
| Indicatore di carica: | Led rosso in carica/ Led blu carica completa |
| Dimensioni (mm): | 23,6x18 |
| Peso (gr): | 3.3 |
Circuito di carica della batteria – Chip TP4056
Vediamo ora lo schema del Modulo TP4056 per la carica delle batterie. Il TP4056 è un IC controller per caricabatteria agli ioni di litio a basso costo. Supporta un meccanismo di carica a corrente costante – tensione costante per la batteria agli ioni di litio a cella singola.
È disponibile in un contenitore SOP a 8 pin e richiede componenti esterni minimi per costruire un circuito di caricabatteria agli ioni di litio.
Vediamo la descrizione e la funzione di ciascun pin dell’IC TP4056.
- Pin 1 – TEMP: è un pin di ingresso per il rilevamento della temperatura. È collegato all’uscita del termistore NTC in un pacco batterie. In base alla tensione su questo pin, è possibile determinare la temperatura della batteria. Non utilizzato in questo circuito
- Pin 2 – PROG: La corrente di carica della batteria viene impostata collegando un resistore chiamato R PROG tra questo pin e GND. In base al valore del resistore, la corrente di carica può essere compresa tra 130 mA e 1000 A.
- Pin 3 – GND: Pin di terra.
- Pin 4 – VCC: è il pin di alimentazione. Il TP4056 può supportare un massimo di 8 V a VCC, ma in genere vengono utilizzati 5 V.
- Pin 5 – BAT: è il pin di connessione della batteria collegato al terminale positivo della batteria. La tensione su questo pin è di 4,2 V.
- Pin 6 – STDBY: quando la batteria è completamente carica, questo pin è portato a massa . A questo pin è collegato il LED per indicare la modalità standby.
- Pin 7 – CHRG: quando la batteria è in carica, questo pin è è portato a massa. A questo pin viene collegato il LED per indicare la carica della batteria.
- Pin 8 – CE: è un pin di input per abilitare o disabilitare il chip. Quando viene collegato a VCC il TP4056 è in modalità normale per cui è abilitato.
Impostazione della corrente di carica
Come accennato in precedenza, il pin 2 PROG viene utilizzato per controllare la corrente di carica della batteria. È controllato con l’aiuto di un resistore chiamato R PROG, la resistenza da modificare è quella visibile nel cerchio rosso il package del resistore è il 0603.
Il modulo ha una corrente di carica preimpostata pari a 1A. Il valore della corrente può essere modificato sostituendo la resistenza presente.
La tabella seguente mostra un elenco dei valori della corrente di carica per i corrispondenti valori R PROG .
Questo viene calcolato utilizzando la formula I BAT = (V PROG / R PROG ) * 1200 e V PROG = 1V.
| RPROG (kΩ) | IBAT (mA) |
|---|---|
| 30 | 50 |
| 20 | 70 |
| 10 | 130 |
| 5 | 250 |
| 4 | 300 |
| 3 | 400 |
| 2 | 580 |
| 1.5 | 780 |
| 1.33 | 900 |
| 1.2 | 1000 |
Descrizione dell’indicatore di ricarica
Sul modulo sono presenti due led per monitorare lo stato della ricarica. Abbiamo il led CHRG di colore rosso e STDBY di colore blu.
Quando la batteria si ricarica, il led rosso è acceso mentre il led blu è spento. Il led blu si accende quando la batteria è completamente carica. Se c’ è un carico sull’uscita boost, i led si potrebbero accendere contemporaneamente, questo sarà diverso in base alla potenza di uscita. È possibile che la luce rossa sia sempre attiva durante la ricarica. Quando il carico non è collegato, il led blu si accende mentre il led rosso si accenderà leggermente.
L’alimentazione può essere fornita tramite un connettore USB tipo C oppure tramite appositi pin con una tensione compresa tra 4,2 V e 6,5V.
Nella foto sottostante sono evidenziati i pad presenti sul PCB che permettono di alimentare e prelevare la tensione dal modulo.
Protezione contro la scarica della batteria – Chip HM5454
Il carica batteria Step-Up Boost analizzato ha un chip per il controllo della batteria, tipo HM5434 [1], una soluzione ad alta integrazione per la protezione della batteria agli ioni di litio/polimero, dotato di un MOSFET di alimentazione, circuiti di rilevamento della tensione ad alta precisione e circuiti di ritardo, il chip ha tutte le funzioni di protezione richieste nell’applicazione della batteria, tra cui protezione da sovraccarico, sovracorrente e cortocircuito del carico, ecc.
L’accurata tensione di rilevamento del sovraccarico garantisce una ricarica sicura e completa. La bassa corrente di standby assorbe poca corrente dalla cella durante lo stoccaggio. Il chip richiede un numero minimo di componenti in un contenitore SOT23-5 occupa pochissimo spazio.
La protezione della batteria disconnetterà il carico quando la tensione della batteria sarà inferiore al valore di 2,5V.
Sul modulo ci sono due pad contrassegnati con “T” [2] che sono necessari se si utilizza una batteria con proprio circuito di protezione contro la scarica.
In questo caso, è necessario saldare insieme questi contatti tramite una goccia di stagno
Circuito step-up – Chip MT3608
Il convertitore step-up, è una classe di alimentatori a commutazione contenenti almeno due commutatori a semiconduttore (un diodo e un transistor) e almeno un elemento accumulatore di energia. Filtri composti da combinazioni di induttori e capacità sono spesso aggiunti ad un convertitore boost per migliorarne le caratteristiche [Fonte wikipedia]
Schema di principio di un convertitore Step-up
Schema del modulo
Schema a blocchi dell’integrato MT3608
Descrizione dei pin dell’integrato
Dove trovare il modulo LX-LCBST
Il Modulo LX-LCBST può essere acquistato, per esempio, sul sito AliExpress
Testiamo il modulo carica batteria
Per testare il modulo carica batteria Step-Up Boost regolabile si sono saldati dei pin-strip singoli sui pad B- B+ – e +.
NOTA: Sfortunatamente il passo dei pin non è pari esattamente a multipli di 2.54, per cui i pin dovranno essere montati leggermente storti. Ma questo non pregiudicherà il funzionamento.
Per la saldatura, si utilizzerà un piccolo saldatore a punta fine, della potenza di circa 25 – 30 W.
Servirà poi dello stagno per saldatura ricavato, per esempio da un rocchetto di stagno con filo diametro 1 mm “lead-free” ovvero senza piombo. Lega composta dal 97% di stagno e 3% di rame.
Vedere anche gli articoli:
- Il laboratorio di elettronica – Le attrezzature
- Il laboratorio di elettronica – La strumentazione
- Come eseguire delle buone saldature
il modulo è poi stato montato su una piccola breadboard – 170 contatti (codice
I pin d’uscita sono stati collegati a un multimetro per misurare la variazione di tensione in uscita.
Ora agendo sul piccolo trimmer presente sul modulo si potrà variare la tensione in uscita. Nel nostro caso il valore è variato da un minimo di circa 4 V a un massimo di 28V.
Altro modulo di carica batteria
Se serve solo la parte del circuito della carica (senza il chip di protezione) è possibile utilizzare il modulo per la carica di batterie agli ioni di litio a singola cella visibile sotto.
Questo utilizzata il CHIP TP4056 citato sopra. Alimentazione: 5 V (tramite micro USB), 2 LED che indicano lo stato di carica della batteria , tensione di carica fissata a 4,2 V, dimensioni (mm): 25,10 x 19,30, peso: 10 grammi. Di default il modulo è configurato per fornire 1 A di corrente.
